CF1037D Valid BFS?题解(双端队列)

本文介绍了一种判断给定BFS(广度优先搜索)序列是否合法的方法。通过深度判断和使用双端队列存储节点,确保子节点的正确顺序,从而验证BFS序列的有效性。

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CF1037D Valid BFS?

题面

CF1037D 题图

题意

判断所给bfs序是否合法

思路

  • bfs序和层序遍历有一定的相似之处,所以首先很容易能想到对深度进行判断,如果当前节点的深度比之前出现过的深度都小,那这个bfs序必是不合法的
  • 但是深度判断不了子节点出现的先后顺序,所以考虑用deque存之前出现过的节点,每次从队尾插入新节点,并更新其父节点的度(用以判断其子节点是否全出现过),如果队首节点的子节点全都已经出现过,则从队首出队。如果出现非根节点的父节点不是队首节点,则说明子树顺序不合法。

代码

#include <bits/stdc++.h>
#define re read()
#define ll long long
#define pb(a) push_back(a)
#define mkp(a, b) make_pair(a, b)
#define mst(a, c) memset(a, c, sizeof(a))
#define rep(a, b, c) for(int a = b; a <= c; a++)
#define per(a, b, c) for(int a = b; a >= c; a--)
using namespace std;
int read()
{
	int num = 0; bool f = 0; char ch = getchar();
	while(ch < '0' || ch > '9') {f = (ch == '-'); ch = getchar();}
	while(ch >= '0' && ch <= '9') {num = (num << 1) + (num << 3) + ch - '0'; ch = getchar();}
	return f? -num : num;
}
int n, mx, cnt, flag;
const int MAXN = 2e5 + 11;
int fa[MAXN], hed[MAXN], dep[MAXN], deg[MAXN];
deque <int> dQ;
struct SF{int nxt, to;}edg[MAXN << 1];
void add_edge(int x, int y)
{
	edg[++cnt].to = y; edg[cnt].nxt = hed[x]; hed[x] = cnt;
	edg[++cnt].to = x; edg[cnt].nxt = hed[y]; hed[y] = cnt;
}
void dfs(int u)
{
	for(int i = hed[u]; i; i = edg[i].nxt)
	{
		int v = edg[i].to; if(dep[v]) continue;
		fa[v] = u; dep[v] = dep[u] + 1; dfs(v);
	}
}
int main()
{
//	clock_t TAT = clock();
//=====================================
	n = re; mx = flag = 1;
	rep(i, 1, n - 1) 
	{
		int x = re, y = re;
		add_edge(x, y);
		deg[x]++, deg[y]++;
	}
	fa[1] = 0; dep[1] = 1, deg[1]++; dfs(1); dQ.pb(1); 
	rep(i, 1, n) 
	{
		int x = re; dQ.pb(x); deg[fa[x]]--;
		if(mx > dep[x]) flag = 0; 
		if(fa[x] != dQ.front() && x != 1) flag = 0;
		mx = max(mx, dep[x]);
		while(!dQ.empty() && deg[dQ.front()] == 1) dQ.pop_front();
	} 
	puts(flag? "Yes" : "No");
//=====================================
//	cout<<"Time::"<<clock() - TAT<<"ms"<<'\n';
	return 0;
}
### 使用双端队列实现 BFS 解决小明游戏问题 #### 小明游戏问题描述 在一个 n × m 的棋盘上,'S' 表示起点,'E' 表示终点,'#' 表示障碍物,'.' 表示可以通行的位置。目标是从 'S' 移动到 'E',每次移动只能上下左右四个方向之一,并且不能穿过障碍物。 为了高效地解决问题并记录路径,使用双端队列 (Deque) 来优化广度优先搜索(BFS)[^1]。 #### 双端队列简介 双端队列是一种可以在两端进行插入和删除操作的数据结构,在某些情况下能提供更高效的性能表现。对于BFS来说,当需要扩展节点时可以从一端加入新状态;而另一端则用于取出当前要处理的状态。 #### Python代码实现 下面是一个基于Python语言的小明游戏解决方案: ```python from collections import deque, namedtuple # 定义一个元组来存储位置坐标以及到达该位置所需的步数 Position = namedtuple('Position', ['row', 'col', 'steps']) def bfs_ming_game(board): rows, cols = len(board), len(board[0]) # 查找起始点'S' start_pos = None for r in range(rows): for c in range(cols): if board[r][c] == "S": start_pos = Position(r, c, 0) queue = deque([start_pos]) # 初始化队列为只含有起始点 visited = set() # 记录已访问过的格子防止重复遍历 directions = [(0,-1),(0,1),(-1,0),(1,0)] # 上下左右四个可能的方向向量 while queue: pos = queue.popleft() # 如果当前位置是终点,则返回所需最小步数 if board[pos.row][pos.col] == "E": return pos.steps # 对于每一个可行的方向尝试前进一步 for dr, dc in directions: new_row, new_col = pos.row + dr, pos.col + dc # 检查新的位置是否越界或遇到障碍物 if not(0 <= new_row < rows and 0 <= new_col < cols): continue if board[new_row][new_col] == "#": continue next_pos = Position(new_row, new_col, pos.steps + 1) # 若未被访问过,则将其标记为已访问并将它加入待探索列表中 if (next_pos.row, next_pos.col) not in visited: visited.add((next_pos.row, next_pos.col)) queue.append(next_pos) return -1 # 当无法找到通路时返回-1表示无解 ``` 此段程序实现了利用双端队列来进行广度优先搜索的过程,通过不断从左端弹出元素并向右端添加相邻的新元素直到发现目的地为止。如果在整个过程中都没有触及到结束条件即找到了'E'字符所在的位置,则说明不存在合法路径可走。
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